Acabado de la madera

ACABADOS
Acabado de la madera
Duración al exterior y
temperatura de transición
vítrea(1)
POR
JOAQUIN MARTÍN DIÉGUEZ
3 ABC LASURES
El objetivo de este artículo, primero de tres
entregas, es adentrarse en las causas de la
pérdida de durabilidad de los acabados de la
madera al exterior y en el mecanismo de
envejecimiento de los recubrimientos. La
temperatura de transición vítrea (Tg) de los
polímeros, que evalúa su flexibilidad, es uno
de los parámetros principales que permiten
evitar ó aminorar los daños.
Figura 1. Deformación de secciones en la madera a conscuencia de la contracción
según U.S. Forest Products Laboratory
Presentación
Los recubrimientos empleados para embellecer y proteger materiales, deben a
su vez ser protegidos frente al entorno,
el cual devalúa su aspecto decorativo,
destruye sus propiedades protectoras y
acorta su ciclo de vida.
La madera como sustrato y su acabado
es un importante tema de investigación
y de estudio en diferentes países europeos. En efecto, con carácter prioritario
una organización tan destacada como el
IUFRO (asociación que agrupa a nivel
internacional al conjunto de organizaciones de la investigación de la madera y el
bosque) ha creado un grupo de trabajo
especial dedicado al tratamiento superficial y el acabado.
Su objetivo principal es encontrar sistemas de tratamientos superficiales protectores y decorativos, que proporcionen acabados, principalmente transparentes (incoloros o coloreados), más duraderos, de fácil mantenimiento y razonablemente económicos. La conquista
de este objetivo se traducirá en un aumento del consumo de madera y en un
mayor desarrollo de sus mercados, principalmente el de carpintería exterior.
La madera como sustrato presenta un
complejo comportamiento por su gran
sensibilidad ante diversas influencias,
principalmente las físico-biológicas. Por
ello es difícil aplicarle recubrimientos, y
es preciso conocerla bien para obtener
los resultados deseados.
Ya en la Alta Edad Media los pintores se
separan de la pared como soporte fijo y
adoptan la madera por ser transportable.
Las tablas de madera como soportes de
pintura no eran preparadas por el pintor
en su propio taller, por las dificultades
en elaborar piezas con las debidas condiciones técnico-pictoricas, sino que las
preparaban los gremios o corporaciones
especializadas, muchos de los cuales firmaban con sus estampillas que exhibían
con verdadero orgullo.
Es bien sabido que un recubrimiento sobre madera al exterior, dura dos o tres
veces menos que sobre otros materiales
como el hierro o el cemento, también al
exterior.
Introducción
La duración del acabado de un recubrimiento orgánico para la madera al exterior depende fundamentalmente de tres
grandes factores, que independiente-
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mente ó interrelacionados entre sí degradan y destruyen dichos recubrimientos.
La inestabilidad superficial de la madera, la meteorización por agentes atmosféricos y el mecanismo de envejecimiento, que se produce en los polímeros sólidos por meteorización. Los dos primeros son ajenos y el tercero se refiere al
propio recubrimiento.
Los elementos que afectan más a la
durabilidad del acabado de la madera
son, en cada uno de estos tres factores;
en los agentes atmosféricos las radiaciones del sol, la humedad atmosférica,
el oxígeno del aire, y los iones de la polución; en la inestabilidad de la
superfície de la madera el contenido de
humedad, la hinchazón-merma, la porosidad, el colorido, los exudados y extractos celulares; y en el mecanismo de
envejecimiento por meteorización, los
cambios de la transición vítrea (Tg.) de
los polímeros sólidos.
Las medidas contra la acción destructora
de estos elementos se encuadran dentro
de los “sistemas de tratamientos superficiales protectores y decorativos de la
madera”.
La inestabilidad de la madera
La madera, como materia prima para la
carpintería exterior y soporte de
recubrimientos de acabado, es un material orgánico de estructura porosa-fibrilar
no homogénea, más o menos dura, con
aire y complejas mezclas de exudados y
extractos en sus poros, y con una variable cantidad de agua en su estructura.
En el acabado de la madera, las propiedades físicas que interesan conocer son
cinco: contenido de humedad, hinchazón y merma, porosidad, exudados, extractos y colorido. Estas propiedades
varían con la especie, y dentro de la misma especie con los individuos, y aún en
el mismo individuo en las distintas zonas. Esta variabilidad hace de la superficie de madera un soporte inestable, que
es bueno conocer para poder aplicar las
medidas necesarias para obtener los
mejores resultados en la duración de los
acabados.
La madera es un material higroscópico
que absorbe y desprende agua en forma
de vapor con mucha facilidad, debido
al elevado contenido en celulosa y a la
doble vía de acceso capilar y micelar.
El contenido de humedad de la madera
depende de las condiciones en que se
encuentre, pudiendo llegar a tener más
de un 100% cuando está recién cortada
hasta menos de un 16% cuando se ha
secado artificialmente. La madera tiende a buscar su grado de húmedad de
equilibrio higroscópico, en armonía con
la humedad relativa y temperatura del
medio ambiente, siendo el contenido de
agua de la madera dependiente de la humedad relativa del aire, por lo que sus
fluctuaciones influyen en los cambios de
su contenido de humedad.
Un alto contenido de humedad impide
la reticulación de los polímeros y produce un secado defectuoso que provoca
falta de adherencia. Para que se produzca una buena reticulación de los
polímeros y un secado correcto, su contenido de humedad no debe superar el
20%. Además un contenido de humedad en la madera por encima del 22%,
permite el desarrollo de hongos del azulado y pudrición, que causan daños a
los recubrimientos en la superfície de
contacto (por el movimiento de expansión de los micelios del hongo, que provocan ampollas y desprendimientos).
Para prevenir estos daños conviene aplicar recubrimientos sobre la madera con
un contenido de humedad inferior al
20%, con lo que además se evita la presencia de hongos del azulado o de
pudrición. En el caso en que el contenido de humedad supere el 22%, se recomienda aplicar fondos ó recubrimientos
impregnantes, que contengan materias
activas fungicidas, para prevenir la posible invasión de hongos xylófagos.
Además de la influencia del agua estática (o fija) de la madera, el agua circulante afecta también a los recubrimientos.
La salida al exterior del agua circulante
depende de la temperatura: el calor am-
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biente de las viviendas puede presionar
su salida al exterior en forma de vapor.
Si los poros se cierran con un recubrimiento impermeable, se impide la salida al exterior y el vapor de agua se acumulará bajo la película del recubrimiento. En las superficies exteriores se condensa con el frío de la intemperie, empapa la madera, que aumenta su grado
de humedad y provoca a hinchazones,
mermas y aparición de hongos xylófagos.
Para corregir este fenómeno se recurre a
aplicar recubrimientos orgánicos
semipermeables a “poro abierto”, que
forman una película microporosa por
donde puede salir al exterior el vapor de
agua de la madera. Así mismo la entrada de agua en la madera en forma de
vapor queda impedida, ya que la película no le permite su entrada y la presión exterior es insuficiente para
atraviesarla.
La hinchazón y la merma de la madera
se producen por los cambios del contenido de humedad (hinchamientos al absorber el agua y mermas o contracciones al exhalarla). Provoca variaciones
dimensionales en las piezas, y también
fuertes tensiones (que ya emplearon los
egipcios para romper grandes rocas mediante grietas), cuarteamientos y roturas
en los recubrimientos (fig. 1).
Estas variaciones dimensionales no tienen la misma magnitud en las tres direcciones de los ejes anisotropos del árbol.
La mayor variación se produce en dirección tangencial con diferencias
dimensionales entre el 3,0% y el 4,5%.
En dirección radial la variación oscila
entre un 1,5% y un 2,2% y en sentido
longitudinal no se producen variaciones
relevantes. Esta acusada diferencia en los
cambios dimensionales produce en la
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madera alabeos y deformaciones que
provocan roturas y degradaciones en los
recubrimientos (fig. 2).
La primera medida a tomar para evitar
los daños que producen el “juego” o “trabajo” de la madera, es la de que los
polímeros (con valores bajos de la Tg)
tengan una excelente flexibilidad y elasticidad para seguir sus movimientos y
sean durables.
La porosidad o volumen vacío de la
madera, varia mucho con la especie,
dentro del propio individuo e incluso
dentro de la misma pieza (aunque el peso
específico de una madera se fije para
cada especie).
Antiguamente se apreciaba la calidad de
una madera de construcción por su peso
específico, lo que tal vez explique que
ésta fuera la propiedad física de la madera que se estudiara por primera vez
desde Buffon y Duhamel de Monceau.
Aun hoy día se habla de “grano fino” o
“grano basto” para referirse a la calidad
de la madera por el tamaño de sus poros.
Los poros (sección transversal de los vasos y fibras de la madera) que, según el
sentido del corte y dependiendo de la
humedad, levantan el conocido “pincho”, varían muchísimo de tamaño, forma y frecuencia en la superficie de corte. Las coníferas son en general más porosas que las frondosas, con los poros
más o menos uniformemente dispuestos,
presentando en ocasiones zonas más
absorbentes, en las que los lasures de
colores producen concentraciones de
pigmentos que intensifican el tono del
colorido (“rechupados”). La porosidad en
las maderas frondosas es por el contrario extremadamente variada, tanto por tamaño de poros como por su frecuencia,
razón por la que la superficie requiere
un cuidado especial.
Los relieves que forman los huecos de
los poros y resaltes de los “pinchos”, requieren una adecuada preparación de la
superficie de la madera (lijados, refinados, imprimaciones y sellados, que la
dejen pulida y sin 'rechupados') para
poder aplicar adecuadamente la última
capa del acabado.
Los exudados y extractos de la madera
son sustancias metabólicas complejas
más o menos viscosas como resinas,
taninos, aceites, ceras, antioxidantes y
colorantes. Afloran en la superficie de
forma irregular según las especies; las
muy ricas son las llamadas maderas “grasas” mientras que las “secas” son las que
contienen menos sustancias. En general
en las coníferas se encuentran preferentemente sustancias resinosas, mientras
que las maderas tropicales y ciertas frondosas son más ricas en glucósidos,
Figura 2. Curvas de hinchazón de maderas de
pino silvestre
antioxidantes y materias sacarinas
(taninos, cloroforina, etc., además de
contener otras sustancias extractivas
como aceites, resinas, etc).
La presencia de estas sustancias en la superficie de la madera, dificulta, retarda
o impide la polimerización ó secado de
los recubrimientos. Se pueden dividir en
dos grandes grupos: las de tipo oleoso
como resinas, aceites y ceras, y las de
carácter acuoso como taninos,
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cloroforina y otros glucósidos.
Estos compuestos orgánicos, conocidos
impropiamente con el nombre genérico
de “grasas”, ocasionan daños, tanto en
el momento de la aplicación del recubrimiento, por impedir su secaje, como
posteriormente en el acabado seco por
subir ó “trepar” a través de la película
del recubrimiento, con velados blanquecinos o con manchas negruzcas que estropean el acabado. En maderas de iroko,
bolondo, dussié, teca, castaño y roble,
y ciertos pinos muy resinosos no es posible barnizar, lacar o lasurar con un acabado correcto, sin una previa limpieza
de estas sustancias en la superficie.
Para prevenir la aparición de extractos
conviene preparar la superficie adecuadamente limpiándola enérgicamente con
un cepillo o trapo, aplicando un disolvente oleoso como el white spirit, para
eliminar las sustancias grasas (aceites,
resinas, etc.) y con un disolvente soluble en agua (metanol, “nitro” o cetona)
para suprimir las sustancias solubles en
agua (taninos, cloroforina, etc). El disolvente universal, sirve en ambos casos.
Los nudos muy resinosos deben ser cubiertos con una película tapaporos impermeable de un tipo “nitro”, que evite
las continuas secreciones.
Como se ha dicho, algunas maderas con
proporciones muy altas de taninos y ácidos tánicos (6%-8% o más) producen
manchas negruzcas, más o menos grandes, en la madera y en los
recubrimientos, que deprecia el aspecto
decorativo del acabado. Para evitar la
presencia de estos glucósidos, se emplean pigmentos bloqueadores de
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sando conservar los de las maderas nobles como caoba, nogal, teca,
palisandro, ebano, etc. Otras especies
con coloridos menos decorativos como
abetos, chopos, pinos, etc., se pueden
mejorar modificando o aumentando el
tono, tiñiendo con colores de especies
más vistosas, aumentando su tono original o aplicando tintes de colores vivos
primarios o mezclados (rojo, azul, amarillo, etc.).
Resumen
La inestabilidad de la superficie de la
madera causa daños y desperfectos en
los recubrimientos, que se traducen en
defectuosos y efímeros acabados. Para
evitar estos inconvenientes, antes de aplicar el recubrimiento, es necesario preparar adecuadamente la madera:
taninos a base de polifosfatos o de otras
sales inhibidoras (algunos recubrimientos
los incluyen en sus formulaciones). Recientemente ha salido al mercado un
nuevo tipo de pigmentos activos para la
inhibición de manchas de tanino y además tienen la cualidad de controlar el
desarrollo de los hongos xylófagos con
poder bloqueante sobre los taninos disueltos. Esto representa una novedad respecto a los actuales inhibidores ya que a
la función de absorber y barrer los taninos
añade una acción hidrolizante interactual
química en las distintas especies de ácidos tánicos, los cuales forman compuestos químicos insolubles, inmovilizadores
“in situ”. Tienen un cambio de color que
va del típico negro a otro blanquecino o
ligeramente coloreado, que evita o disimula las indeseables manchas negras.
El colorido de la madera es otra característica importante para el acabado, especialmente cuando el recubrimiento es
transparente. Los tonos de color varían
bastante de una especie a otra, intere-
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1º La humedad de la madera no debe
exceder el 20%.
2º La película de los recubrimientos
en exteriores debe ser microporosa, con
un acabado a “poro abierto” dejando así
salir el vapor de agua de la madera.
El film debe ser impregnante, con un
fungicida preventivo contra azulados y
pudriciones.
3º En madera muy porosa como la de
los pinos, se adecuará la uniformidad de
absorción de la superficie con lijados,
fondos e imprimaciones para evitar
“rechupados”.
4º La superficie de maderas ricas en
taninos y otros glucósidos, como el iroko,
teca o doussié, se limpiará cuidadosamente con un trapo utilizando un disolvente enérgico tipo “nitro” o un alcohol,
acetona o disolvente universal.
Las superficies con exceso de resinas se
limpiarán con un trapo empleando un
disolvente oleoso tipo “white spirit” o
aguarrás.
5º Para mejorar o cambiar el colorido
de las maderas, se pueden teñir con
colores transparentes de maderas nobles
(nogal, teca, etc.) o con colores vivos,
primarios o derivados (verde, azul, rojo,
etc.).